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變壓器的作用,原理及分類
點(diǎn)擊次數(shù):5437 更新時(shí)間:2017-05-05

變壓器概述:
變壓器(Transformer)是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)

 

變壓器

 

作用:
變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備。它是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理,將某一等級(jí)的交流電壓和電流轉(zhuǎn)換成同頻率的另一等級(jí)電壓和電流的設(shè)備。作用:變換交流電壓、交換交流電流和變換阻抗。

 

變壓器

 

原理分析:
變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí),鐵心中便產(chǎn)生交變磁通,交變磁通用φ表示。

 

變壓器工作原理


原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡諧函數(shù),表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標(biāo)1表示,副線圈物理量用下角標(biāo)2表示),其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。

 

電磁感應(yīng)

 

進(jìn)而得出:
U1/U2=N1/N2
在空載電流可以忽略的情況下,有I1/ I2=-N2/N1,即原、副線圈電流有效值大小與其匝數(shù)成反比,且相位差π。
進(jìn)而可得

 

隔離變壓器

 

I1/ I2=N2/N1
理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實(shí)際變壓器總存在損耗,其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高,可達(dá)90%以上

 

主要分類
1、按相數(shù)分:
1)單相變壓器:用于單相負(fù)荷和三相變壓器組。
2)三相變壓器:用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。

 

三相變壓器

 

2、按冷卻方式分:
1)干式變壓器:依靠空氣對(duì)流進(jìn)行自然冷卻或增加風(fēng)機(jī)冷卻,多用于高層建筑、高速收費(fèi)站點(diǎn)用電及局部照明、電子線路等小容量變壓器。
2)油浸式變壓器:依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)等。

 

油浸式變壓器

 

3、按用途分:
1)電力變壓器:用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。
2)儀用變壓器:如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護(hù)裝置。
3)試驗(yàn)變壓器:能產(chǎn)生高壓,對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)。
4)特種變壓器:如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器、電容式變壓器、移相變壓器等。

 

特種變壓器

 

4、按繞組形式分:
1)雙繞組變壓器:用于連接電力系統(tǒng)中的兩個(gè)電壓等級(jí)。
2)三繞組變壓器:一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中,連接三個(gè)電壓等級(jí)。
3)自耦變電器:用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。

 

三繞組變壓器

 

5、按鐵芯形式分:
1)芯式變壓器:用于高壓的電力變壓器。
2)非晶合金變壓器:非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料,空載電流下降約80%,是節(jié)能效果較理想的配電變壓器,特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等負(fù)載率較低地方。

 

非晶合金變壓器
3)殼式變壓器:用于大電流的特殊變壓器,如電爐變壓器、電焊變壓器;或用于電子儀器及電視、收音機(jī)等的電源變壓器。

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